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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer mittels eines Elektromotors angetriebenen Ladeklappe eines Kraftfahrzeugs, mittels derer eine Ladefläche begrenzt ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist jeweils bevorzugt ein Pickup.
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Kraftfahrzeuge werden üblicherweise für den Transport von sowohl Personen als auch Gütern verwendet. Falls mittels des Kraftfahrzeugs hauptsächlich eine vergleichsweise große Anzahl von Personen transportiert werden soll, wird als Kraftfahrzeug üblicherweise ein Bus herangezogen. Falls dahingegen mittels des Kraftfahrzeugs hauptsächlich Güter transportiert werden sollen, ist das Kraftfahrzeug üblicherweise als ein Lastkraftwagen ausgestaltet. Zur Bereitstellung einer individuellen Mobilität ist das Kraftfahrzeug üblicherweise als Personenkraftwagen (Pkw) ausgestaltet. Dieses weist einen Innenraum auf, der dem Aufenthalt der Personen dient. Ferner ist meist noch zusätzlich ein Kofferraum vorhanden, in dem Gegenstände abgelegt werden können. Hierbei ist jedoch eine maximale Länge der Gegenstände aufgrund der Größe des Personenkraftwagens begrenzt.
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Wenn mittels des Kraftfahrzeugs sowohl Personen als auch vergleichsweise sperrige Güter transportiert werden sollen, wird ein sogenannter Pickup, auch als Pritschenwagen bezeichnet, verwendet. Dieser kann auch für den Transport von Gütern verwendet werden, wenn andere Lastkraftwagen eine zu geringe Geländegängigkeit oder zu große Abmessungen für die gewählte Transportstrecke aufweisen.
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Derartige Pickups weisen üblicherweise eine Ladefläche auf, die meist offen ausgestaltet ist. Zur Sicherung der sich auf der Ladefläche befinden Güter ist diese üblicherweise randseitig begrenzt. Damit hierbei ein vereinfachtes Beladen und Entladen möglich ist, ist meist eines der Enden der Ladefläche mit einer Ladeklappe begrenzt, die verschwenkbar an einer Karosserie des Pickups angebunden ist. Meist befindet sich hierbei die Ladeklappe an dem in Längsrichtung hinteren Ende der Ladefläche. Dabei ist es auch möglich, bei geöffneter Ladeklappe Güter auf der Ladefläche zu positionieren, die in Längsrichtung nach hinten über das Kraftfahrzeug hinausstehen. Jedoch ist in diesem Fall eine Länge des Kraftfahrzeugs erhöht, und beispielsweise ist es nicht möglich, an eine Anhängerkupplung oder dergleichen des Kraftfahrzeugs zu gelangen. Um dies zu ermöglichen, ist es möglich, vor Beladen die Ladeklappe zu demontieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb einer mittels eines Elektromotors angetriebenen Ladeklappe eines Kraftfahrzeugs und ein besonders geeignetes Kraftfahrzeug anzugeben, wobei vorteilhafterweise eine Sicherheit und/oder ein Komfort erhöht ist.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Kraftfahrzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 9 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Die Ladeklappe ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs, das eine Ladefläche aufweist. Die Ladefläche ist zum Beispiel offen und mittels einer Ladeklappe begrenzt, insbesondere einseitig. Vorzugsweise ist die Ladefläche im Wesentlichen rechteckförmig, und mittels der Ladeklappe wird die Ladefläche an dem in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs hinterm Ende begrenzen. An den verbleibenden Seiten ist die Ladefläche vorzugsweise starr begrenzt, insbesondere mittels einer Karosserie des Kraftfahrzeugs. Die Ladeklappe hingegen ist zweckmäßigerweise schwenkbar an einem weiteren Bestandteil des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Karosserie, angelenkt, sodass die Ladeklappe verschwenkt werden kann. Vorzugsweise ist dabei die Ladeklappe an deren vertikal unteren Ende an der Karosserie befestigt, und wenn diese in eine horizontale Lage verschwenkt ist, ist diese vorzugsweise bündig mit der Ladefläche, sodass ein Beladen und Entladen von Gütern auf die Ladefläche vereinfacht ist. Wenn die Ladeklappe hingegen in die vertikale Position verschwenkt ist, ist die Ladefläche vorzugsweise randseitig umlaufen geschlossen.
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Die Ladeklappe ist beispielsweise zumindest teilweise aus einem Metall gefertigt, was eine Robustheit erhöht. Insbesondere ist die Ladeklappe zumindest einseitig mit Kunststoff ausgekleidet, vorzugsweise auf der der Ladefläche zugewandten Seite, sodass eine Beschädigung von Gütern vermieden ist.
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Das Kraftfahrzeug ist insbesondere landgebunden, und ist zweckmäßigerweise im Wesentlichen frei auf einer Fahrbahn positionierbar und somit nicht schienengeführt. Zum Beispiel ist das Kraftfahrzeug ein Nutzkraftwagen, wie ein Lastkraftwagen (Lkw) oder Bus. Alternativ ist das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen (Pkw). Bevorzugt handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um einen Pickup, also insbesondere einen leichten Nutzkraftwagen, der auch als Pritschenwagen bezeichnet wird. Beispielsweise umfasst das Kraftfahrzeug ein Führerhaus, in dem sich maximal zwei oder drei Personen aufhalten können. Alternativ hierzu umfasst das Führerhaus eine weitere Sitzreihe, sodass beispielsweise höchstens fünf Personen in dem Führerhaus transportiert werden können.
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Die Ladeklappe ist mittels eines Elektromotors angetrieben, sodass bei Bestromung des Elektromotors die Ladeklappe verschwenkt wird, insbesondere von einer geschlossenen in die offene Position und/oder umgekehrt. Beispielsweise ist hierbei auch ein Einnehmen von Zwischenpositionen durch die Ladeklappe mittels entsprechender Bestromung des Elektromotors möglich. Die Bestromung des Elektromotors erfolgt hierbei beispielsweise in Abhängigkeit einer Verstellanforderung, die zum Beispiel automatisch oder in Abhängigkeit eines Nutzerwunsches generiert wird. Der Nutzerwunsch korrespondiert geeigneterweise zur Betätigung einer Eingabevorrichtung, wie insbesondere eines Schalters.
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Zum Beispiel ist der Elektromotor ein bürstenbehafteter Kommutatormotor oder geeigneterweise ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Insbesondere ist mittels des Elektromotors ein weiteres Bestandteil angetrieben, wie ein Getriebe und/oder eine Welle, die auf die Ladeklappe wirkt. Geeigneterweise sind die Ladeklappe sowie der Elektromotor und etwaige mechanisch dazwischen angeordnete Komponenten Bestandteile eines Klappenantriebs.
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Das Verfahren sieht vor, dass ein Demontagezustand der Ladeklappe erkannt wird. Im Demontagezustand ist die Ladeklappe beispielsweise vollständig von dem Kraftfahrzeug gelöst und somit von diesem vollständig beabstandet. Alternativ hierzu ist lediglich ein Teil der mechanischen Kopplung der Ladeklappe von dem Kraftfahrzeug gelöst, also in einer Vorstufe des totalen Gelöstseins. Wenn die Ladeklappe von dem Kraftfahrzeug vollständig gelöst ist, ist auch ein Transport von Gütern möglich, due bei vorhandener Ladeklappe nicht beladen werden können. Im Demontagezustand erfolgt aufgrund der Entkopplung bei einer Bestromung des Elektromotors kein Verschwenken der Ladeklappe bezüglich der etwaigen Karosserie des Kraftfahrzeugs. Dabei ist es jedoch möglich, dass bei einer Bestromung des Elektromotors etwaige weitere Bestandteile des Klappenantriebs angetrieben werden.
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Wenn der Demontagezustand erkannt wurde, wird eine Bestromung des Elektromotors gesperrt. Somit wird auch bei Vorliegen der Verstellanforderung eine Bestromung des Elektromotors unterbunden, sodass ein Antrieb von weiteren Bestandteilen des Kraftfahrzeugs mittels des Elektromotors, wie insbesondere weiterer Bestandteil des Klappenantriebs, nicht erfolgt.
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Bei dem Verfahren ist somit einerseits ein manuelles Verschwenken der Ladeklappe nicht erforderlich, weswegen ein Komfort erhöht ist. Da zudem die Ladeklappe von dem Kraftfahrzeug entfernt werden kann, ist ein Transport von unterschiedlichsten Gütern und auch eine unterschiedliche Nutzung des Kraftfahrzeugs ermöglicht, sodass eine Einsatzbereitschaft und Flexibilität erhöht ist. Da zudem, wenn der Demontagezustand erkannt wurde, mittels des Elektromotors keine Verstellung von weiteren Komponenten erfolgen kann, ist ein Einklemmen von Objekten mittels des Elektromotors, wie eines Gegenstands oder Extremitäten einer Person, unterbunden, weswegen eine Sicherheit erhöht ist.
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Beispielsweise umfasst der Heckklappenantrieb zusätzlich einen Einklemmschutz, mittels dessen bei Verstellen der Ladeklappe, also wenn der Demontagezustand nicht vorliegt, sichergestellt wird, dass kein Objekt mittels der Ladeklappe eingeklemmt wird, insbesondere zwischen der Ladeklappe und der etwaigen Karosserie. Der Einklemmschutz umfasst vorzugsweise einen hierfür geeigneten Sensor, wie einen kapazitiven Sensor, einen optischen Sensor oder einen Radar-Sensor.
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Beispielsweise wird zunächst eine Verstellanforderung erfasst und der Elektromotor zur Verstellung entsprechend der Verstellanforderung bestromt. Mittels der Verstellanforderung wird insbesondere spezifiziert, dass die Ladeklappe in die geöffnete und/oder geschlossene Position verbracht werden soll. Falls der Demontagezustand nicht vorliegt, erfolgt zweckmäßigerweise die Bestromung des Elektromotors entsprechend der Verstellanforderung oder zumindest bis die Ladeklappe sich in der gewünschten Position befindet. Die Verstellanforderung wird beispielsweise mittels einer Eingabevorrichtung durch einen Nutzer erstellt oder von einem Bordcomputer, insbesondere in Abhängigkeit von aktuellen Anforderungen.
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Zur Bestromung des Elektromotors wird vorzugsweise eine elektrische Spannung an diesen an eingelegt. Insbesondere wird der Elektromotor hierbei geregelt betrieben und geeigneterweise auf eine vorgegebene elektrische Spannung oder besonders bevorzugt auf eine vorgegebene Drehzahl geregelt, sodass die Ladeklappe stets entsprechend einer vorgegebenen Geschwindigkeit verschwenkt wird.
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Ferner wird ein Wert erfasst, der die mittels des Elektromotors aufgebrachte Kraft kennzeichnet. Mit anderen Worten wird insbesondere überprüft, welche Leistung der Elektromotor aktuell abgibt, oder eine Leistungsaufnahme. Der kennzeichnende Wert wird mit einem erwarteten Wert verglichen. Der erwartete Wert ist beispielsweise fest vorgegeben oder auf aktuelle Anforderungen/Gegebenheiten angepasst, beispielsweise eine aktuelle Lage der Ladeklappe und/oder des Kraftfahrzeugs. Beispielsweise wird der erwartete Wert bei jeder Durchführung des Verfahrens und/oder in Abhängigkeit einer aktuellen Position der Ladeklappe neu berechnet. Vorzugsweise wird hierfür ein „Künstliche Intelligenz“-Algorithmus oder ein sonstiges neuronales Netz herangezogen. Alternativ hierzu ist der erwartete Wert in Abhängigkeit von bestimmten Parametern, wie aktuellen Anforderungen/ Gegebenheiten, in einer Tabelle oder einem Kennfeld hinterlegt.
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Wenn zwischen dem erwarteten Wert und dem erfassten kennzeichnenden Wert eine Abweichung vorhanden ist, die größer als ein Grenzwert ist, wird auf den Demontagezustand erkannt. Beispielsweise wird das die Abweichung vorzeichenlos ermittelt. Bevorzugt wird jedoch lediglich dann auf den Demontagezustand erkannt, wenn der erwartete Wert größer als der erfasste (kennzeichnende) Wert ist.
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Der Grenzwert ist beispielsweise 0 („Null“) oder besonders bevorzugt größer als 0 („Null“), sodass ein Toleranzausgleich und/oder ein Ausgleich von aktuellen Gegebenheiten, beispielsweise bestimmten Umgebungstemperaturen, berücksichtigt wird. Alternativ oder in Kombination hierzu werden diese bei der Ermittlung des erwarteten Werts berücksichtigt.
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Falls der Elektromotor nicht auf die Ladeklappe wirkt, wenn dieser bestromt wird, ist die von dem Elektromotor aufgebrachte Kraft im Vergleich zu der Kraft, die für den Antrieb der Ladeklappe erforderlich ist, verringert. Falls somit zwischen diesen die Abweichung größer als der Grenzwert, der hierauf angepasst ist, ist, erfolgt mittels des Elektromotors trotz Bestromung kein Antrieb der Ladeklappe. Dies ist der Fall, wenn die Ladeklappe zumindest teilweise demontiert ist.
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Nachdem der Demontagezustand erkannt wurde, wird die Bestromung des Elektromotors gesperrt und dieser somit stillgesetzt. Infolgedessen ist ein Antrieb von mit dem Elektromotor gekoppelt Bestandteilen, wie dem etwaigen Getriebe, nicht mehr möglich. Insbesondere ist die Sperrung solange aktiv, bis eine weitere Eingabe erfolgt, die Ladeklappe erneut montiert ist, oder eine sonstige Bedingung vorliegt.
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Zusammenfassend erfolgt somit zunächst eine Bestromung des Elektromotors, anhand derer der Demontagezustand erkannt wird. Wenn dieser erkannt wurde, wird der Elektromotor gesperrt und somit stillgesetzt. Aufgrund der Verwendung des die aufgebrachte Kraft kennzeichnenden Werts ist eine Genauigkeit bei der Bestimmung des Demontagezustands erhöht. Auch ist auf diese Weise zusätzliche eine sonstige Fehlfunktion ermittelbar, beispielsweise ein Bruch eines Bestandteils des Klappenantriebs, der ebenfalls zu einer Verletzung oder einer Beschädigung von weiteren Bestandteilen führen könnte.
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Beispielsweise wird die mittels des Elektromotors aufgebrachte Kraft direkt gemessen und diese als der kennzeichnende Wert verwendet, der erfasst wird. Besonders bevorzugt jedoch wird der mittels des Elektromotors geführte elektrische Strom erfasst und dieser als der Wert herangezogen, der erfassten wird, und der die mittels des Elektromotors aufgebrachte Kraft kennzeichnet. Der elektrische Strom ist insbesondere in einem funktionalem Zusammenhang zu dem Drehmoment, das mittels des Elektromotors aufgebracht wird, und das zu der mittels des Elektromotors aufgebrachten Kraft korrespondiert. Somit ist mittels des elektrischen Stroms eine Aussage über die aufgebrachte Kraft ermöglicht. Zudem ist es mittels des elektrischen Stroms möglich, eine Ansteuerung des Elektromotors im Normalbetrieb zu verbessern, sodass mittels eines geeigneten Stromsensors, beispielsweise eines Shunts, zwei Funktionen durchgeführt werden können, weswegen Herstellungskosten verringert sind. Auch ist es möglich einen derartigen Stromsensor zur Ermittlung eines sonstigen Einklemmfalls zu verwenden.
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Beispielsweise wird der Vergleich bereits im Wesentlichen unverzüglich nach Beginn der Bestromung des Elektromotors durchgeführt. Besonders bevorzugt jedoch wird der Vergleich erst eine bestimmte Zeitspanne nach Beginn des Bestromens des Elektromotors durchgeführt. Somit werden etwaige Einschwingeffekte oder eine Haftreibung, die zum Verschwenken der Ladeklappe überwunden werden muss, bei dem Vergleich nicht berücksichtigt, weswegen eine fehlerhafte Erkennung des Demontagezustands vermieden ist. Auch ist nach der Zeitspanne insbesondere ein etwaiger Toleranz- und/oder Spielausgleich überwunden, währenddessen die mittels des Elektromotors aufzubringende/aufgebrachte Kraft reduziert ist.
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Die Zeitspanne ist beispielsweise fest hinterlegt und zum Beispiel 1 Sekunde, 0,5 Sekunden oder 0,1 Sekunde. Alternativ hierzu ist die Zeitspanne in Abhängigkeit von weiteren Größen bestimmt. Als derartige Größe wird insbesondere eine Winkel herangezogen, um den die Ladeklappe verschwenkt wurde. Mit anderen Worten ist die Zeitspanne derart bemessen, dass die Ladeklappe um einen bestimmten Winkel in der Zeitspanne verschwenkt werden würde, wenn die Ladeklappe ordnungsgemäß mit dem Elektromotor gekoppelt ist. Der Winkel ist zweckmäßigerweise zwischen 4° und 10°. In diesem Fall wäre die Haftreibung/Spielausgleich/Toleranzausgleich überwunden, wobei aufgrund des vergleichsweise geringen Winkels noch keine schwerwiegende Verletzung einer Person erfolgt, wenn die Ladeklappe von dem Elektromotor mechanisch gelöst ist.
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Alternativ oder in Kombination hierzu wird eine manuelle Verstellung der Ladeklappe entsprechend einer bestimmten Vorgabe erfasst. Wenn dies erfolgte, wird auf den Demontagezustand erkannt. Bei der manuellen Verstellung entsprechend der Vorgabe wird zweckmäßigerweise auch eine mechanische Kopplung/Arretierung der Ladeklappe mit weiteren Bestandteilen des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise der Karosserie, gelöst. Mit anderen Worten wird, wenn die Ladeklappe entsprechend der Vorgabe bewegt wird, von dem Nutzer die Ladeklappe demontiert. Hierbei ist die Vorgabe insbesondere willkürlich oder derart gewählt, dass in diese im Normalbetrieb wahrscheinlich nicht durchgeführt wird. Somit wird das manuelle Verstellen der Ladeklappe lediglich zur Demontage durchgeführt, sodass auch hierbei sicher der Demontagezustand erkannt werden kann.
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Als Vorgabe wird beispielsweise das Verbringen der Ladeklappe in eine bestimmte Position verwendet. Alternativ hierzu korrespondiert die Vorgabe zum Verschwenken der Ladeklappe zunächst in eine bestimmte Position, beispielsweise in die um 45° geöffnete Position, und dann einem Zurückschwenken in eine weitere Position, vorzugsweise um einen geringeren Winkel, wie beispielsweise 5°. Auf diese Weise ist einerseits ein mechanisches Lösen der etwaigen Arretierung der Ladeklappe ebenfalls durchführbar. Andererseits wird eine derartige Vorgabe im Normalbetrieb nicht durchgeführt, sodass das Erkennen des Demontagezustands vergleichsweise sicher ist. Da, wenn seitens des Nutzers die Ladeklappe bereits zur Demontage geeignet entsprechend der Vorgabe verschwenkt wird, auf den Demontagezustand erkannt wird, ist durch den Nutzer keine spezielle Eingabe erforderlich, und eine Sicherheit beim Erkennen des Demontagezustands ist vergrößert.
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Alternativ oder in Kombination hierzu wird nach Erfassen einer Benutzereingabe der Demontagezustand erkannt. Insbesondere wird hierfür ein Schalter durch den Nutzer betätigt, oder von einem Bordcomputer wird die Benutzereingabe erstellt. Insbesondere korrespondiert die Benutzereingabe zu einem Wunsch, die Ladeklappe zu entfernen, beispielsweise aufgrund einer neuen angedachten Nutzung des Kraftfahrzeugs oder einer Wartung des Kraftfahrzeugs. So wird beispielsweise die Benutzereingabe von einer Werkstatt oder bei einem Werkstattbesuch durchgeführt.
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Beispielsweise wird direkt im Anschluss an das Erfassen der Benutzereingabe der Elektromotor gesperrt, sodass lediglich ein manuelles Verstellen der Ladeklappe ermöglicht ist. Alternativ hierzu wird zunächst der Elektromotor bestromt, sodass die Ladeklappe in eine Demontageposition verbracht wird. Insbesondere ist lediglich in der Demontageposition ein Entfernen der Ladeklappe von den weiteren Bestandteilen des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Karosserie, möglich. Geeigneterweise ist in der Demontageposition eine mechanische Verriegelung/Arretierung/Kopplung zwischen der Ladeklappe und der Karosserie gelöst, sodass die Ladeklappe von der Karosserie abgenommen werden kann. Nachdem die Ladeklappe in die Demontageposition verbracht wurde, wird der Demontagezustand erkannt und somit der Elektromotor gesperrt. Infolgedessen sind bei Durchführen der Benutzereingabe, mit Ausnahme des Abnehmens der Ladeklappe von der Karosserie des Kraftfahrzeugs, keine weiteren mechanischen Tätigkeiten für den Nutzer erforderlich, sodass ein Komfort erhöht ist. Dabei ist bei manuellem Abnehmen der Ladeklappe sichergestellt, dass keine Verletzung der Person erfolgt, und eine Sicherheit ist folglich erhöht.
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Besonders bevorzugt wird im Demontagezustand eine Rotation des Elektromotors überwacht. Die Rotation des Elektromotors wird insbesondere aufgrund von äußeren wirkenden Kräften hervorgerufen, beispielsweise bei Abnehmen der Ladeklappe von der Karosserie oder einer ungewollten Bewegung durch den Nutzer. Auch ist es möglich, dass der Elektromotor, nachdem die Ladeklappe abgenommen wurde, aufgrund der anderweitigen Nutzung des Kraftfahrzeugs ungewollt rotiert wird.
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Wenn eine Montageaufforderung erfasst wird, wird der Elektromotor zur Einnahme der Position bei Beginn des Demontagezustands bestromt. Die Montageaufforderung wird beispielsweise mittels eines Schalters oder dergleichen eingegeben. Folglich wird der Elektromotor erneut in die Position gebracht, die dieser bei Abnahme der Ladeklappe aufwies, sodass ein Montieren der Ladeklappe in der gleichen Position erfolgen kann, die diese bei der Abnahme aufwies. Infolgedessen ist für den Nutzer ein kompliziertes Ausrichten der Ladeklappe oder ermitteln einer aktuellen Position des Elektromotors nicht erforderlich, was einen Komfort erhöht.
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Zusammenfassend befinden sich somit nach Beginn der Montageaufforderung der Klappenantrieb, mit Ausnahme der abgenommen Ladeklappe, in dem Zustand, in dem ein Anbringen der Ladeklappe erleichtert ist. Falls nach Beginn des Demontagezustands bis zum Erfassen der Montageaufforderung keine Rotation des Elektromotors erfasst wurde, erfolgt demnach auch keine Bestromung des Elektromotors. Insbesondere wird mit Erfassen der Montageaufforderung das Sperren des Elektromotors aufgehoben. Besonders bevorzugt jedoch wird nach Verbringen des Elektromotors in die Position bei Beginn des Demontagezustands dieser erneut gesperrt, sodass während des Montagevorgangs ein Einklemmen eines Objekts durch die Ladeklappe und/oder den Elektromotor verhindert ist. Erst wenn die Ladeklappe vollständig montiert ist, wird in diesem Fall zweckmäßigerweise die Sperrung aufgehoben.
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In einer Alternative wird die Rotation des Elektromotors im Demontagezustand stets überwacht und der Elektromotor im Wesentlichen unverzüglich derart angesteuert, dass diese ausgeglichen wird, also der Elektromotor stets zurückgedreht wird. Infolgedessen ist ein etwaig vorhandener Spalt oder dergleichen der mittels des Klappenantriebs gebildet ist, stets gleich, sodass auch im Demontagezustand, also vor Beginn der Montageaufforderung, ein ungewolltes Einklemmen oder Hängenbleiben verhindert ist.
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Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt landgebunden und weist eine Ladefläche auf, die mittels einer Ladeklappe begrenzt ist. Die Ladefläche ist dabei geeigneterweise offen oder beispielsweise mittels einer weiteren Klappe abgedeckt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um einen Pickup, also insbesondere ein leichten Lastkraftwagen. Die Ladeklappe ist mittels eines Elektromotors angetrieben, sodass diese von einer geöffneten in eine geschlossene Position/Zustand und/oder umgekehrt verbracht werden kann.
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Die Ladeklappe ist gemäß einem Verfahren betrieben, bei dem ein Demontagezustand erkannt und anschließend eine Bestromung des Elektromotor gesperrt wird. Mit anderen Worten erfolgt das Sperren des Elektromotors, wenn der Demontagezustand erkannt wurde. Vorzugsweise umfasst das Kraftfahrzeug ein Steuergerät, das geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet ist, das Verfahren durchzuführen. Das Steuergerät ist insbesondere ein Bestandteil eines Klappenantriebs, der den Elektromotoren sowie die Ladeklappe aufweist. Das Steuergeräts weist beispielsweise einen anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC) und/oder einen Mikroprozessor auf, der zweckmäßigerweise programmierbar ausgestaltet ist. Vorzugsweise bildet hierbei der Mikroprozessor einen Computer, und das Steuergerät umfasst vorzugsweise einen Speicher, auf dem ein Computerprogramm(produkt) abgespeichert ist, das Befehle enthält, die bei Durchführung durch den Computer diesen veranlassen, das Verfahren durchzuführen.
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Insbesondere betrifft die Erfindung auch ein derartiges Computerprogrammprodukt sowie ein Speichermedium, auf dem ein derartiges Computerprogramm abgespeichert ist. Ein derartiges Speichermedium ist beispielsweise eine CD-ROM, eine DVD oder eine Blu-Ray Disc. Alternativ hierzu ist das Speichermedium ein USB-Stick oder ein sonstiger Speicher, der zum Beispiel wiederbeschreibbar oder lediglich einmalig beschreibbar ist. Ein derartiger Speicher ist beispielsweise ein Flash Speicher, ein RAM oder ein ROM.
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Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Weiterbildungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf das Kraftfahrzeug/das Computerprogrammprodukt/das Speichermedium sowie untereinander zu übertragen und umgekehrt.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer mittels eines Elektromotors angetriebenen Ladeklappe, und
- 2 ein Verfahren zum Betrieb der Ladeklappe.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug 2 in Form eines Pickups dargestellt. Das Kraftfahrzeug 2 weist mehrere Räder 4 auf, mittels derer ein Kontakt zu einer nicht gezeigten Fahrbahn erfolgt. Die Räder 4 sind über ein nicht näher dargestelltes Fahrwerk an einer Karosserie 6 des Kraftfahrzeugs 2 angebunden, mittels derer zumindest teilweise ein Fahrerhaus (Fahrerkabine) 8 gebildet ist. In dem Fahrerhaus 8 befindet sich ein Fahrersitz sowie weitere Sitze oder Bänke, sodass in dem Fahrerhaus 8 Personen mit dem Kraftfahrzeug 2 mitfahren können.
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Mittels der Karosserie 6 ist ferner zumindest teilweise eine rechteckförmige Ladefläche 10 gebildet, die horizontal ausgerichtet ist und sich in Längsrichtung (des Kraftfahrzugs 2) hinten an das Fahrerhaus 8 anschließt. Die Ladefläche 10 ist bezüglich der Längsrichtung sowohl links als auch rechts von der Karosserie 6 mittels eines Überstands umgeben. An dem in Längsrichtung hinteren Ende ist die Ladefläche 10 mittels einer Ladeklappe 12 begrenzt, die mittels nicht näher dargestellter Scharniere schwenkbar an der Karosserie 6 gelagert ist. Dabei ist es möglich, die Ladeklappe 12 von einer horizontalen in eine vertikale Position (Zustand) zu verschwenken.
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In dem horizontalen Zustand, also bei dieser Position, der Ladeklappe 12 ist die Ladefläche 10 umfangsseitig vollständig umgeben, sodass sich auf der Ladefläche 10 befindende Gegenstände nicht von dieser rutschen können. Wenn die Ladeklappe 12 in die horizontale Position/Lage verschwenkt ist, ist diese fluchtend mit der Ladefläche 10 angeordnet, sodass ein Entladen und Beladen der Ladefläche 10 vereinfacht ist. Auch ist es möglich, auf der Ladefläche 10 Gegenstände zu positionieren, die in Längsrichtung über die Ladefläche 10 überstehen und teilweise mittels der Ladeklappe 10 abgestützt werden. Falls hierfür die Ladeklappe 12 zu filigran ausgeführt ist, oder auch weiterhin sich in vertikaler Richtung unterhalb der Ladeklappe 12 befindende Bestandteile des Kraftfahrzeugs 2 erreicht werden sollen, ist es möglich, die Ladeklappe 12 zu demontieren und folglich von der Karosserie 6 des Kraftfahrzeugs 2 vollständig zu entfernen.
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Die Ladeklappe 12 ist mittels eines Elektromotors 14 angetrieben, der ein bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC) ist. Mittels dessen ist ein nicht näher dargestellte, in horizontaler Richtung sowie senkrecht zur Längsachse angeordnete Walze angetrieben, die drehfest an der Ladeklappe 12 befestigt ist. Hierfür weist die Walze endseitig ein Zahnrad auf, in die ein mittels des Elektromotors 14 angetriebenes weiteres Zahnrad eingreift. Zwischen dem weiteren Zahnrad und dem Elektromotor 14 ist vorzugsweise ein zusätzliches Getriebe vorhanden. Somit wird mittels Bestromens des Elektromotors 14 die Position der Ladeklappe 12 eingestellt. Die Ladeklappe 12, der Elektromotor 14 sowie die mechanisch dazwischen angeordneten Komponenten, wie die Walze, die Zahnräder und das Getriebe, sind Bestandteil eines Klappenantriebs 15.
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Der Elektromotor 14 ist mittels einer Steuereinheit 16 des Klappenantriebs 15 betrieben, mittels derer eine Bestromung des Elektromotors 14 eingestellt wird. Die Steuereinheit 16 umfasst hierfür einen nicht näher dargestellten anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC) zur Durchführung eines in 2 dargestelltes Verfahrens 18 oder einen programmierbaren Mikroprozessor, der bei Ausführung eines Computerprogramms das Verfahren 18 durchführt. Unabhängig von der Ausgestaltung der Steuereinheit 16 wird dabei mittels dieser die Ladeklappe 12 gemäß dem Verfahren 18 betrieben.
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In einem ersten Arbeitsschritt 20 wird eine Verstellanforderung 22 erfasst. Diese wird beispielsweise mittels Betätigens eines bestimmten Schalters oder Durchführens einer Geste durch den Nutzer erstellt, wobei das Erfassen der Verstellanforderung 22 mittels eben des Schalters oder eines die Geste erfassenden Sensors erfolgt. Die Verstellanforderung 22 umfasst hierbei die Aufforderung, die Ladeklappe 12 zu verstellen, also zu verschwenken. Hierbei soll die Ladeklappe 12 in Abhängigkeit der jeweiligen Verstellanforderung 22, in die geöffnete, die geschlossene Position oder eine sonstige Position verbracht werden.
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In einem sich anschließenden zweiten Arbeitsschritt 24 wird überprüft, ob der Elektromotor 14 gesperrt ist. Wenn dies der Fall ist, erfolgt keine Bestromung des Elektromotors 14, und die Ladeklappe 12 wird somit nicht mittels des Elektromotors 14 verschwenkt. Nachfolgend wird insbesondere das Verfahren 18 beendet.
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Wenn der Elektromotor 14 nicht gesperrt ist, wird ein dritter Arbeitsschritt 26 ausgeführt, in dem der Elektromotor 14 mittels der Steuereinheit 16 bestromt wird. Zum Bestromen wird mittels der Steuereinheit 16 eine bestimmte elektrische Spannung an den Elektromotor 14 angelegt, sodass dieser rotiert. In einer Ausführungsform wird hierfür ein PWM-Verfahren verwendet. Der Elektromotor 14 wird zur Verstellung der Ladeklappe 12 gemäß der Verstellanforderung 22 bestromt, also in die mittels der Verstellanforderung 22 gewünschte Richtung. Der Elektromotor 14 wird dabei mittels der Steuereinheit 16 auf eine gewünschte Drehzahl geregelt, sodass der Elektromotor 14 mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit rotiert. Infolgedessen ergibt sich eine bestimmte Verstellgeschwindigkeit der Ladeklappe 12, sofern der Klappenantrieb 15 ordnungsgemäß funktioniert.
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Wenn eine Zeitspanne 28 vergangen ist, wird ein vierter Arbeitsschritt 30 durchgeführt. Die Zeitspanne 28 ist derart bemessen, dass bei ordnungsgemäßer Funktion des Klappenantriebs 15 die Ladeklappe 12 um 5° verschwenkt wurde. In dem vierten Arbeitsschritt 30 wird ein die mittels des Elektromotors 14 aufgebrachte Kraft kennzeichnender Wert 32 erfasst. Als der kennzeichnende Wert 32, der auch als erfasster Wert bezeichnet wird, wird hierbei ein mittels des Elektromotors 14 geführter elektrischer Strom herangezogen, der sich aufgrund des Anlegens der elektrische Spannung mittels der Steuereinheit 16 ergibt.
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Anhand des elektrischen Stroms wird hierbei zudem ermittelt, ob bei ordnungsgemäßen Betrieb des Klappenantriebs 15 ein Objekt zwischen der Ladeklappe 12 und der Karosserie 6 eingeklemmt wird. Mit anderen Worten wird der elektrische Strom bereits erfasst und für einen nicht näher dargestellten Einklemmschutz verwendet. Der elektrische Strom wird dabei zusätzlich als der kennzeichnende Wert 32 verwendet und mit einem erwarteten Wert 34 verglichen, der fest in der Steuereinheit 16 hinterlegt ist. In einer Alternative hierzu wird der erwartete Wert 34 in Abhängigkeit von Umgebungsparameter, Umgebungsvariablen oder sonstigen Anforderungen stets neu berechnet.
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Wenn der kennzeichnende Wert 32 größer als der erwartete Wert 34 oder bis zu einem Grenzwert 36 geringer als der erwartete Wert 34 ist, wird ein fünfter Arbeitsschritt 38 durchgeführt. Der fünfte Arbeitsschritt 38 wird somit durchgeführt, wenn die mittels des Elektromotors 14 aufgebrachte Kraft im Wesentlichen der erwarteten Kraft entspricht oder bis zu einem geringen Wert kleiner als diese ist. In diesen Fällen wird die Ladeklappe 12 ungestört angetrieben, wobei Abweichungen von dem erwarteten Wert 34 beispielsweise aufgrund einer Hanglage des Kraftfahrzeugs 2 oder einer abweichenden Reibung entstehen. In dem fünften Arbeitsschritt 38 wird die Ladeklappe 12 solange weiter mittels des Elektromotors 14 angetrieben, bis die mittels der Verstellanforderung 22 spezifizierte Position erreicht wurde. Im Anschluss hieran wird der Elektromotor 14 stillgesetzt und das Verfahren 18 beendet.
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Wenn dahingegen der kennzeichnende Wert 32 um den Grenzwert 36 geringer als die erwartete Wert 34 ist, wird ein sechster Arbeitsschritt 40 durchgeführt. Der sechste Arbeitsschritt 40 wird somit dann durchgeführt, wenn die mittels des Elektromotors 14 aufgebrachte Kraft signifikant geringer als die erwartete Kraft ist, die zum Verstellen der Ladeklappe 12 erforderlich ist. In dem sechsten Arbeitsschritt 40 wird auf einen Demontagezustand 42 erkannt. In dem Demontagezustand 42 ist die Ladeklappe 12 entweder vollständig von der Karosserie 6 gelöst und von dieser entfernt, sodass die Ladefläche 10 frei zugänglich ist. Alternativ hierzu ist noch teilweise eine Kopplung der Ladeklappe 12 mit der Karosserie 6 vorhanden, wobei jedoch ein Verstellen der Ladeklappe 12 aufgrund eines zumindest teilweisen Aufhebens der mechanischen Kopplung mehr möglich ist. Mit anderen Worten hat eine Demontage der Ladeklappe 12 bereits begonnen. Die Demontage wurde dabei beispielsweise in einer Werkstatt oder von dem Nutzer des Kraftfahrzeugs 2 durchgeführt. Aufgrund des sechsten Arbeitsschritts 46 wird somit der Demontagezustand 42 erkannt, wenn die Ladeklappe 12 demontiert wurde oder demontiert wird, und beispielsweise fälschlicherweise die Verstellanforderung 22 durch einen Nutzer oder eine sonstige Person generiert wird.
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Wenn der Demontagezustand 42 erkannt wurde, wird im Wesentlichen unverzüglich ein siebter Arbeitsschritt 44 durchgeführt, in dem der Elektromotor 14 gesperrt wird. Sofern der Elektromotor 14 noch bestromt wird, wird die Bestromung im Wesentlichen unverzüglich unterbrochen und der Elektromotor 14 stillgesetzt. Auch ist eine weitere Ansteuerung des Elektromotors 14 nicht mehr möglich. Falls die Verstellanforderung 22 fälschlicherweise erstellt wurde, wenn die Ladeklappe 12 demontiert wird, ist es möglich, dass sich Extremitäten der die Demontage durchführenden Person zwischen sich zueinander bewegenden Bestandteilen des Klappenantriebs 15 befinden, welche bei einem weiteren Betrieb des Elektromotors 14 somit eingeklemmt und verletzt werden könnten. Aufgrund des Sperrens ist dies somit unterbunden. Auch nach Demontage der Ladeklappe 12 ist verhindert, dass bei Erfassen einer ungewollten Verstellanforderung 22 Extremitäten oder Objekte in etwaigen freiliegenden Bereichen des Verstellantriebs 15 eingeklemmt werden.
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In einem sich anschließenden achten Arbeitsschritt 46, der durchgeführt wird, wenn der Demontagezustand 42 vorliegt, wird mittels der Steuereinheit 16 eine Rotation des Elektromotors 14 überwacht. Hierfür wird ein mit dem Elektromotor 14 gekoppelter Hall-Sensor ausgewertet. Eine Rotation des Elektromotors 14 kann sich dabei ergeben, wenn die Heckklappe 12 unsachgemäß ausgebaut wird und weitere Teile des Klappenantriebs 15 bewegt werden. Auch ist es bei Betrieb des Kraftfahrzeugs 2, wenn die Heckklappe 12 entfernt wurde, möglich, dass dennoch Bestandteile des Klappenantriebs 15 bewegt werden und somit der Elektromotor 14 zumindest teilweise rotiert wird. Wenn dies der Fall ist, ist eine nachfolgende ungestörte Montage der Ladeklappe 12 nicht mehr möglich, oder die Position der Ladeklappe 12 muss auf die aktuelle Position des Elektromotors 14 angepasst werden.
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In einem sich anschließenden neunten Arbeitsschritt 48 wird eine Montageaufforderung 50 erfasst. Diese wird beispielsweise mittels einer nicht näher dargestellten Eingabevorrichtung, wie einem Touchscreen, von einem Nutzer erstellt. Die Montageaufforderung 50 wird hierbei von dem Nutzer erstellt, wenn dieser die Ladeklappe 12 erneut montieren möchte. Nach Erfassen der Montageaufforderung 50 wird ein zehnter Arbeitsschritt 52 durchgeführt. In diesem wird die Sperrung des Elektromotors 14 teilweise aufgehoben und in dieser in die Position gedreht, die der Elektromotor 14 bei Beginn des Demontagezustands 42 aufwies. Im Anschluss hieran wird der Elektromotor 14 erneut gesperrt. Aufgrund des Zurückdrehens des Elektromotors 14 ist somit ein Einsetzten und Montieren der Ladeklappe 12 stets in der gleichen Position ermöglicht, nämlich in der die die Ladeklappe 12 bei der Demontage aufwies. Auf diese Weise ist eine Reproduzierbarkeit für den Nutzer gegeben.
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Die Sperrung des Elektromotors 14 wird nachfolgend in einem weiteren Arbeitsschritt aufgehoben, wenn eine entsprechende Einstellung durch einen Nutzer vorgenommen wird, beispielsweise an der Eingabevorrichtung, wie dem Touchscreen eines Bordcomputers. Der Nutzer soll dabei diese Einstellung erst dann vornehmen, wenn die Ladeklappe 12 mechanisch an der Karosserie 6 befestigt ist.
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Das Verfahren 18 umfasst ferner einen elften Arbeitsschritt 54 der unabhängig von dem ersten bis fünften Arbeitsschritt 20, 24, 26, 30, 38 durchgeführt wird. In diesem wird eine Benutzereingabe 56 erfasst. Die Benutzereingabe 56 wird beispielsweise mittels einer entsprechenden Bedienung der etwaigen Eingabevorrichtung durch den Nutzer erstellt, und mit der Benutzereingabe 56 wird spezifiziert, dass eine Demontage der Ladeklappe 12 erfolgen soll.
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In einem sich anschließenden zwölften Arbeitsschritt 58 wird mittels der Steuereinheit der 16 Elektromotor 14 derart bestromt, dass die Ladeklappe 12 in eine Demontageposition 60 verbracht wird. Hierfür wird die Ladeklappe 12 zunächst in eine halbgeöffnete Position verbracht, sodass diese mit der Horizontalen einen Winkel von 45° einschließt. Im Anschluss hieran wird die Ladeklappe erneut um 5° in die geschlossene Position verbracht. Aufgrund eines derartigen Bewegens wird eine mechanische Arretierung/Verriegelung der Ladeklappe 12 mit den Scharnieren gelöst, sodass die Ladeklappe 12 von der Karosserie 6 abgenommen werden kann. Nachdem die Ladeklappe 12 in die Demontageposition 60 mittels des Elektromotors 14 verbracht wurde, ist ein manuelles Entfernen der Ladeklappe 12 möglich. Im Wesentlichen unmittelbar nach Beenden des zwölften Arbeitsschritts 58 wird der sechste Arbeitsschritt 40 durchgeführt und somit der Demontagezustand 42 erkannt.
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Das Verfahren 18 umfasst ferner einen dreizehnten Arbeitsschritt 62. In diesem wird eine manuelle Verstellung der Ladeklappe 12 erfasst. Das Erfassen erfolgt mittels des Hall-Sensors, wenn der Elektromotor 14 nicht mittels der Steuereinheit 16 bestromt wird. Die erfasste manuelle Verstellung wird mit einer Vorgabe 64 verglichen. Die Vorgabe 64 korrespondiert dabei der zur Verstellung der Ladeklappe 12 mit dem Elektromotor 14 in dem zwölften Arbeitsschritt 58, also dem Verbringen der Ladeklappe 12 in die halbgeöffnete Position und anschließendem Verschwenken in die Richtung der geschlossenen Position um 5°. Folglich wird dann, wenn die Ladeklappe 12 entsprechend der Vorgabe 64 verschwenkt wird, die mechanische Arretierung/Kopplung der Ladeklappe 12 mit der Karosserie 6 aufgehoben.
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Im Anschluss hieran wird ebenfalls der sechste Arbeitsschritt 40 durchgeführt und somit der Demontagezustand 42 erkannt. Falls dahingegen die manuelle Verstellung nicht zu der Vorgabe 64 korrespondiert, wird die Ladeklappe 12 lediglich manuell in eine gewünschte Position verschwenkt, und das Verfahren 18 wird beendet.
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Bei nicht näher dargestellten Variante des Verfahrens 18 sind beispielsweise der erste bis fünfte Arbeitsschritt 20, 24, 26, 30, 38 oder der elfte Arbeitsschritt 54 oder der dreizehnte Arbeitsschritt 62 nicht vorhanden.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kraftfahrzeug
- 4
- Rad
- 6
- Karosserie
- 8
- Fahrerhaus
- 10
- Ladefläche
- 12
- Ladeklappe
- 14
- Elektromotor
- 15
- Klappenantrieb
- 16
- Steuereinheit
- 18
- Verfahren
- 20
- erster Arbeitsschritt
- 22
- Verstellanforderung
- 24
- zweiter Arbeitsschritt
- 26
- dritter Arbeitsschritt
- 28
- Zeitspanne
- 30
- vierter Arbeitsschritt
- 32
- kennzeichnender Wert
- 34
- erwarteter Wert
- 36
- Grenzwert
- 38
- fünfter Arbeitsschritt
- 40
- sechster Arbeitsschritt
- 42
- Demontagezustand
- 44
- siebter Arbeitsschritt
- 46
- achter Arbeitsschritt
- 48
- neunter Arbeitsschritt
- 50
- Montageaufforderung
- 52
- zehnter Arbeitsschritt
- 54
- elfter Arbeitsschritt
- 56
- Nutzereingabe
- 58
- zwölfter Arbeitsschritt
- 60
- Demontageposition
- 62
- dreizehnter Arbeitsschritt
- 64
- Vorgabe